Namangan muhandislik-qurilish instituti kimyoviy texnologiya

Elektr tokining birlamchi kimyoviy manbalari. Yuqorida aytilganidek, bu xil elektr manbalari faqat bir marta uning elektr energiyasi (faol moddasi) tomon bo’lgunicha ishlatilib, qaytadan zaryadlanmaydi. Ularga misol qilib marganets-qo’rg’oshinli element va batareyalarini ko’rsatish mumkin. Tuz elektrolitli Mn-Znli element 1865 yilda Leklanshe tomonidan ishqor elektrolitlisi esa keyinroq, 1912 yili ishlab chiqarilgan.

Mn-Znli elementlar elektr tarmog’isiz ishlatiladigan radiotexnik apparatlar, telefon apparatlari, lampalar shu jumladan fotoap-paratlar, yoritkichlar va щakozolar uchun qo’llaniladi.

Bu tuzlar miqdori mass.% da: 4-23 NH₄Cl uchun, 32% gacha ZnCl₂ uchun bo’lib, 27% gacha CaCl₂ щam qo’shiladi. Gidroliz щisobiga elektrolit muщiti 5 atrofida bo’ladi.

Katodda MnO₂ qaytarilib quyidagi reaktsiya boradi:

anodda dastlab Zn^2 ioni щosil bo’ladi:

so’ngra Zn^2 NH₄Cl bilan rux ammikatini щosil qiladi.

NH₄CI kontsentratsiyasi kamayishi bilan pH ortib, gidroliz ketadi:

^oksidlorid

Umumiy щolda tok щosil bo’lish reaktsiyasi:

Mn-Zn li elementda bir yil davomida 30% gacha faol modda o’z-o’zidan zaryadsizlanish reaktsiyasiga kirishishi mumkin:

Ishqor elektrolitli Mn-Zn li element elektrokimyoviy zanjiri quyidagicha:

Elektrolit tarkibida K₂Zn(OH)₄ bo’lganligi uchun o’z-o’zidan boradigan zaryadsizlanish bir yilda 10% dan ortmaydi.

Tok щosil bo’lishning umumiy reaktsiyasi quyidagicha:

Stakan ko’rinishidagi tuz elektrolitli elementda musbat qutb vazifasini ugleroddan yasalgan va unga faol modda preslangan elektrod bajaradi. Uning tepa qismiga metall qalpoq kiydirilgan. Ruxdan yasalgan tsilindrsimon stakan manfiy qutb vazifasini bajaradi va element idishi щisoblanadi.

Mn-Zn elementda tuzlarning kontsentratsion eritmasi pasta щolida, un yoki kraxmal qo’shib tayyorlanadi.

Oxirgi paytlarda turli xil moddalarning yonishi paytida щosil bo’ladigan energiyani to’g’ridan - to’g’ri elektr energiyasiga aylantiradigan yonilg’i elementlaridan foydalanish keng miqiyosda ishlatilmoqda. Agar elektr energiyasi kimyoviy energiyaga issiqlik, uni mexanik va so’ngra elektr energiyasiga aylantirish yo’li bilan borsa foydali ish koeffitsienti 20-45% dan ortmaydi. Bu kimyoviy energiya to’gridan-to’gri elektr energiyasiga aylantirilsa bu ko’rsatgich 75% gacha yetishi mumkin.

Yonilg’i elementlarda yonilg’i gaz щolda (N₂,SO, uglevodorodlar), suyuq щolda (metanol, gidrazin), qattiq щolda (C, Zn) ishlatilishi mumkin. Bu xil elementlarda g’ovakli elektrodlar ishlatilib, elektrokimyoviy reaktsiyalar shu g’ovaklarda boradi. Elektrod gidrofob щolga o’tkazilsa, masalan, elektrod katalizator ftoroplast bilan birga preslab tayyorlansa, g’ovakning ichki qismi xo’llanmaydi va gaz g’ovaklarda erigan щolda bo’ladi. Bu xil elektrodlar gaz suyuqlik elektrodlari deyilib, bu xil uch fazalik: metall - elektrolit - gaz elementlarda elektrod qisman elektrolit bilan to’lgan. Ularda g’ovak ichki yuzasi elektrolit pardasi bilan qoplanib, g’ovak ichida reaktsiyada ishtirok etadigan gaz bo’ladi. Bu xil elektrolitlarda 5 kAm² gacha bo’lgan elektr toki olinishi mumkin. Ulardagi elektrodlar juda faol katalizator bo’lishi, reaktsiyalar katta tezlikda borishi lozim.

Yonilg’i elementlaridan H₂ va O₂ dan tashqari faol moddalar sifatida gidrazin, vodorod, peroksid, metanol-kislorod kabilar щam keng qo’llaniladi. Ular 1000-1500 soatgacha o’zluksiz elektr ishlab chiqara oladi. Ular ayniqsa kosmik kemalar, suv osti kemalarida juda qulay keladi. Lekin bu xil elementlarni tayyorlash va ishlatish uchun elektrokimyodan tashqari issiqlik texnikasi, gidravlika, pnevmatika, avtomatik boshqarish kabi muammolarni щam xal qilish lozim. CHunki bu elementlarni ishlatishda faol modda - yonilg’ini saqlash, uni tayyorlash va o’zatish, щosil bo’layotgan issiqlik va maщsulotlarni reaktsiya borayotgan joydan chetlashtirish, avtomatik nazorat va boshqaruv kabi ishlar щam amalga oshirilishi lozim. SHuning uchun щam masalan 1-5 kVt lik elementning, faol moddalardan tashqari, ishlatiladigan jixozlari umumiy massasi element batareyalari massasiga teng keladi. Bu xil elementlar foydali ish koeffitsienti 50-70% ga yetadi. Bu xil yonilg’i batareya, masalan batareya, A+SH da “shattl”dasturini amalga oshirishda unumli foydalaniladi.

Elektrolitlarda boradigan reaktsiyalarni tezlashtiradigan elektrod-katalizatorlar sifatida metallardan platina guruщi, kumush, qotishmalaridan Au-Pt, Pt-Pd kabilar, karbitlardan volfram karbitlari qo’llaniladi. Elektrod bu materiallar poroshogidan yoki sklet katalizatorlardan yasaladi. Bu katalizator-elektorodlar korroziyaga uchramasligi, oson zaщarlanmasligi lozim.

N_2-O₂ elementda elektrolit KON ishlatib quyidagi reaktsiya boradi:

2e

«Apollon” kosmik kemasida (A+SH) F.Bekon tomonidan yaratilgan quvvati 1,4 kVt lik H₂ - O₂ lik element qo’llaniladi. Unda batareyaga gazlar (H₂-O₂) 0,4-0,5 MPa berilib, elektrolit 85% KOH dan iborat bo’lgan N₂ va O₂ lar suyuqlantirilgan щolda saqlanib, batareyada щarorat 200-260⁰S ni tashkil qilgan. Olinadigan tok zichligi 0,25-1,0 kVm² ni tashkil qilib, kuchlanish 0,9-1,1 V ga teng. N₂ va O₂ kriostatda 1,7 va 6,2 MPa bosimda saqlangan va reaktsiyaga 65⁰S gacha isitilib berilgan. Bunda 1 kVt  soat energiya ishlab chiqarilganda 0,4 kg suv щosil bo’lib, kosmonavtlar щayotiy faoliyatida foydalanilgan.